Molecular Microbial Ecology in Agricultural Systems

• Research unit: ART
• Project number: 12.33.04.10
• Brief title: Molekulare mikrobielle Ökologie

Key words (English)

Microbial diversity, microbial community structure, genetic markers, genetic profiling

Short description (German)

Mikroorganismen spielen eine fundamentale funktionelle Rolle in vielen Ökosystemen einschliesslich der landwirtschaftlichen Systeme. Sie sind wichtig als Pathogene von Tieren und Pflanzen, als Pflanzensymbionten, und sie sind als Primärzersetzer für den Abbau und die Mineralisierung von organischem Material im Boden verantwortlich. Zudem sind Mikroorganismen am Transport und der Zirkulation von Wasser, Nähr- und Mineralstoffe beteiligt und sie haben einen erheblichen Einfluss auf die Bodenstruktur. Eine intakte mikrobielle Gemeinschaft und die Diversität der mikrobiellen Umsetzungsprozesse und Funktionen sind wichtig für die Stabilität von landwirtschaftlichen Systemen. Sie stellen zum Beispiel wichtige Bestandteile der Bodenqualität dar (Verordnung über die Belastung des Bodens, VBBo).
Neue molekularbiologische Methoden bieten die Möglichkeit, Mikroorganismen auf der Ebene der Erbsubstanz (DNS) und der exprimierten Gene (RNS) zu beschreiben, zu identifizieren und zu quantifizieren. Zudem erlauben sie die Komplexität mikrobieller Gemeinschaften und deren Aktivitäten in verschiedenen Habitaten zu untersuchen und Veränderungen nachzuweisen. Die Entwicklung und Erarbeitung dieser Methoden sind zentrale Aspekte, um die funktionelle Diversiät von Mikroorganismen in landwirtschaftlichen Systemen zu verstehen und deren positive und negative Beeinflussung durch landwirtschaftliche Praktiken und Massnahmen zu untersuchen. Solche Untersuchungen bilden die Grundlage dafür spezifische Funktionen von Mikroorganismen in landwirtschaftlichen Systemen gezielt nutzen, fördern, oder kontrollieren zu können, z. B. in der biologische Schädlingsbekämpfung, für die Umsetzung von Habitat Management Strategien oder für die Entwicklung von Indikatoren der Bodenqualität.

Project aims (German)

• Entwickeln von molekularbiologischen Methoden für die Detektion, Quantifizierung und Beschreibung von Mikroorganismen und deren Populationen. Diese Methoden bilden Grundlagen, die in verschiedenen ART Forschungsgruppen für die Untersuchung spezifischer Fragen genutzt werden können.
• Anwendung der entwickelten Methodik um Effekte landwirtschaftlicher Massnahmen auf die Umweltmikrobiologie zu erfassen. Dies erfolgt im Rahmen von ART internen und drittfinanzierten Forschungsprojekten, wie zum Beispiel
- Effekte landwirtschaftlicher Massnahmen, Nutzung und Bodenbearbeitung (z.B. Nano Technologie)
- Effekte grossflächig eingesetzter chemischer und biologischer Schädlingsbekämpfungsmittel
• Erforschen der Interaktionen zwischen Mikroorganismen und Wirtsorganismen damit positive Eigenschaften von Mikroorganismen gezielt in landwirtschaftlichen Systemen genutzt oder negative Eigenschaften bekämpft werden können.
• Die Daten aus diesen Untersuchungen werden mittels Publikationen dem interessierten Publikum, insbesondere der internationalen Wissenschaftsgemeinschaft und den Behörden zur Verfügung gestellt.

Customers / Reporting (German)

- Wissenschaft und Fachkollegen (wissenschaftliche Publikationen, Tagungen, Lehraufträge)
- Industrie und Gewerbe (wissenschaftliche Publikationen, Diagnostik, Berichte, Tagungen)
- Behörden, Beratung und Branchenorganisationen (wissenschaftliche Studien, Berichte, Tagungen)
- Landwirte (indirekt via Behörden, Beratung und Fachorganisationen)

Publications / Results (German)

Publikationen